钻孔灌注桩超声波检测

钻孔灌注桩超声波检测

成孔质量检测培训二〇一四年十一月课程内容：超声波透射法检测成孔（成槽）质量检测第一章声波透射法检测1.1声波的基本知识：波动是物质的一种运动形式，波动可分为两大类：一类是机械波，它由于机械振动在弹性介质中引起的波动过程。例如；水波、声波、超声波等；另一类是电磁波，它是由于电磁振荡所产生的变化电场和变化磁场在空间的转播过程，例如无线电波、红外线、紫外线、可见光、雷达波等。振动：质点运动的往复机械运动，周期性，持续性，内源性。（震动：非周期性，瞬时性，外源性）钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训一、超声波的基本知识及基本参数第二章声波透射法检测1.1声波的基本知识：纵波（P波）：介质中质点振动方向与波传播方向一致，即介质受拉伸压缩的交变应力。固体、液体、气体具有容变弹性，所以纵波能在固、液、汽介质中传播。横波（S波）：质质点的振动方向与波的传播方向相垂直，横波使介质产生剪切变形，液体、气体无一定形状。形变时不产生切变应力。故液、气中不能传播横向。表面波（R波）：固体介质表面受交变涨力，使介质表面发生相应的纵向和横向合成振动，围绕平衡位置作椭圆振动，表面波只能在固体中传播。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训一、超声波的基本知识及基本参数第二章声波透射法检测1.1声波的基本知识：1. 纵波：质点运动方向平行与波的传播方向。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训一、超声波的基本知识及基本参数第二章声波透射法检测1.1声波的基本知识：2.横波：质点运动方向垂直于波的传播方向。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训一、超声波的基本知识及基本参数第二章声波透射法检测1.1声波的基本知识：3.表面波：固体介质表面受到交替变化的表面张力作用，介质表面质点发生相应的纵向振动和横向振动，结果使质点做这两种振动的合成运动，即绕其平衡位置作椭圆运动，该质点的运动又波及相邻质点，而在介质表面传播，这种波称为表面波，又称R波。表面波传播时，运动又质点振动的振幅随深度的增加迅速减少，当深度超过2倍的波长时，振幅已很小了。可认为仅存于固体介质表面二倍波长深度之内。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训一、超声波的基本知识及基本参数第二章声波透射法检测1.1声波的基本知识：目前超声脉冲技术中广泛应用的是纵波，如：综合法测强、测缺（不密实区、裂缝深度、结合面质量、匀质性、损伤层厚度等）、基桩完整性检测，岩土工程单孔或跨孔纵波波速测试。声波是在介质中传播的机械波，依据波动频率的不同，声波可分为次声波、可闻声波、超声波、特超声波。如下表所示。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训一、超声波的基本知识及基本参数名称频率范围次声波0～2×101Hz可闻声波2×101～2×104Hz超声波2×104～1010Hz特超声波>1010Hz

用于混凝土声波透射法检测的声波主频率一般为20KHz～200KHz。声波是在介质中传播的机械波第二章声波透射法检测1.2声波的基本参数声波的四个基本物理量：周期T、频率f、声速C、波幅A、波长λ。周期T：质点完成依次完整的振动所需的时间；频率f：单位时间内完成质点振动的次数；波长λ：一个周期内声波在介质中的传播距离；声速C：声波在介质中的传播速度；波幅A：声波的振幅，用仪器读取的电压值换算成分贝数来表示波幅的大小。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训一、超声波的基本知识及基本参数第二章声波透射法检测1.2声波的基本参数声波的周期与频率取决于振源（换能器）；

T=1/f

λ=v×T=v/f钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训一、超声波的基本知识及基本参数第二章声波透射法检测1.1检测原理超声脉冲波在混凝土中传播速度的快慢，与混凝土的密实度有直接关系，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。当有空洞或裂缝存在时，便破坏了混凝土的整体性，超声脉冲波只能绕过空洞或裂缝传播到接收换能器，因此传播的路程增大，测得的声时必然偏长或声速降低。另外，由于空气的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率，脉冲波在混凝土中传播时，遇到蜂窝、空洞或裂缝等缺陷，便在缺陷界面发生反射和散射，声能被衰减，其中频率较高的成分衰减更快，因此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小或频率谱中高频成分明显减少。再者经过缺陷反射或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训二、超声波检测第二章声波透射法检测1.2检测方法（桩内跨孔透射法）此法是一种成熟可靠的方法，是超声波透射法检测桩身质量的最主要形式，其方法是在桩内预埋两根或两根以上的声测管，在管中注满清水，把发射、接收换能器分别置于两管道中。检测时超声波由发射换能器出发穿透两管间混凝土后被接收换能器接收，实际有效检测范围为声波脉冲从发射换能器到接收换能器所扫过的面积。根据不同的情况，采用一种或多种测试方法，采集声学参数，根据波形的变化，来判定桩身混凝土强度，判断桩身混凝土质量，跨孔法检测根据两换能器相对高程的变化，又可分为平测、斜测、交叉斜测、扇形扫描测等方式，在检测时视实际需要灵活运用。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训二、超声波检测第二章声波透射法检测1.2检测方法平测法：桩长≤30m，宜采用200测点间距，桩长＞30m，宜采用250mm点距，发射及接受换能器以相同的标高同步升降，完成整桩长度范围内的测量。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训二、超声波检测说明：1—声测管2—发射换能器3—接收换能器4—声波检测仪第二章声波透射法检测1.2检测方法斜测：将发射换能器和接受换能器置于不同高度上同步提升，分析两次测试的声学参数异常的测线，来进一步更精确的确定缺陷范围。两探头的水平夹角一般控制在30°～40°。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训二、超声波检测第二章声波透射法检测1.2检测方法扇形扫测：一只换能器固定在某高程不动，另一只换能器逐点移动，测线呈扇形分布。要注意的是，扇形测量中各测点测距是各不相同的，虽然波速可以换算，相互比较，但振幅测值却没有相互可比性（波幅除与测距有关，还与方位角有关，且不是线性变化），只能根据相邻测点测值的突变来发现测线是否遇到缺陷。钻孔灌注桩超声波检测成孔质量检测培训二、超声波检测第二章所声波彻透射法磨检测1.朋3检测旅仪器散及换煤能器李要求萄（略纹）见DG打J0还8-惹21威8-丢20场03础9忌.2章节1.4监测穴数量们规定滋：1）建筑歌工程：脂根据实司际工程谊量确定前，若有貌监测要始求，检虽测数量乎不宜少抽于总桩屿数的10盘%；2）市脑政、摩公路盏工程废：重版要工坛程检疼测数拆量不盟应少沉于50为%。3）DGJ据08-苏11-次201驳0中要蔬求：导对大陡直径臣水上宫灌注彩桩、义桩端门后注陷浆灌狭注桩萄，采认用声弦波投烧射法岩检测醉数量滩不宜漫少于急总桩也数的20%钻孔伸灌注魂桩超虾声波身检测喂成孔煎质量展检测拢培训二、超估声波检畅测第二顾章脂声波搞透射恐法检陕测1.择5声测管莫的埋设要求：对灌究注桩马，当禾桩径浑≤80邀0m著m时，对颂称埋设悄两根管予，当800篇mm﹤桩径秘≤200该0mm时，抹按等贵边三晓角形改埋设巴三跟脆管，贩当桩塘径﹥200天0mm时按正亏方形埋复设四跟种管。对贫地下连季续墙，寨沿墙身厚度方向对李称埋设堡两根管。钻孔贴灌注恒桩超刚声波怖检测疤成孔绕质量窑检测四培训二、超岂声波检辩测第二章让声波滔透射法事检测1.密5声测管生的埋深俯要求：声测涂管宜骆采用尺金属奇管，冬其内序径宜溪比换好能器事外径餐大15托mm以上是，采我用螺梅纹外滴套管更连接贤，应佳保证砖不漏颈水。侮应保测证成辞桩之症后相仍互平痕行。呜下端孙埋设补至桩白端或绍槽底倍。用作声暗测管雾的管斜材一笔般都败不长暖（钢凉管为6m长一盘根）兼当受傲检桩贺较长兵时，暂需把跌管材框一段冤一段谜地联缘瑞结，辰接口其必须嫩满足但下列羞要求然：有足够墨的强度嘱和刚度稠，保证拳声测管词不致因府受力而怕弯折、李脱开；征有足够当的水密喷性，在袋较高的敌静水压璃力下，碗不漏浆阶；接口怎内壁保肝持平整陵通畅，隐不应有恰焊渣、次毛刺等催凸出物银，以免盼妨碍接返头的上真、下移耕动。通捕常有两沫种联结叶方式：逮螺纹联加结和套然筒联结床。钻孔号灌注闹桩超峰声波杨检测仙成孔沙质量考检测坐培训二、斜超声镇波检蹈测第二章使声波仅透射法拼检测1.碑5声测价管的豪埋深诞要求躬：钻孔灌套注桩超抽声波检把测成孔经质量检杆测培训二、超掉声波检涝测第二章啊声波建透射法生检测1.5声测踢管的旧埋深写要求掏：声测疑管一填般用摊焊接顶或绑劈燕扎的卸方式跌固定爪在钢仅筋笼伍内侧缸，在婚成孔茂后，圈灌注伪混凝肚土之滤前随焦钢筋拘笼一杨起放水置于齿桩孔腥中，兵声傲测管天应一筝直埋颗到桩尿底，滑声测内管底艇部应咳密封友，如冒果受肌检桩使不是乓通长趣配筋字，则词在无重钢筋箩笼处唤的声辣测管武间应翁设加芦强箍往，以冲保证粥声测画管的寇平行守度。安装液完毕烂后，局声测育管的彩上端鞋应用醋螺纹蚊盖或蓄木塞持封口孔，以银免落禽入异抽物，盐阻塞弯管道塔。声测管猾的连接希和埋设静质量是衫保证现枕场检测排工作顺锦利进行韵的关键勾，也是夫决定检舍测数据抛的可靠膀性以及绞试验成恭败的关浑键环节编，应引虹起高度应重视。钻孔下灌注积桩超值声波雪检测警成孔篮质量自检测阅培训二、雷超声镇波检猾测第二章侮声波兽透射法村检测1.篇6现场脂检测竟：1）立了解曲有关即技术葡资料卷及施捏工资牧料；2）打康开声旷测管后塞子胃，向针管内好注满趋清水薯；3）检肤查声抽测管躬的畅店通情邪况及暗实际霞深度万；4）量芝测声训测管残的净舰距；钻孔查灌注侦桩超口声波伙检测献成孔援质量盖检测尺培训二、著超声财波检嘱测第二肉章想声波今透射火法检寺测1.队6现场检衰测：5）测北量声诸时初慎读数t0近0A仪器搏系统柔延迟趣：仪器昨系统帆延迟哗的原贫因：电延迟洪时间:发出触季发电脉姨冲并开检始计时将的瞬间暑到电脉四冲开始锋作用到微压电体题的时刻,电路的猛触发、归转换。电声转换恼时间确：电项脉冲维加到大压电碗体瞬列间到功产生贺振动尖发出绢声波国瞬间咽有电图声转掏换的绕延迟。钻孔泳灌注属桩超膜声波病检测匪成孔巧质量猪检测予培训二、超挡声波检欠测第二无章衣声波腥透射坊法检温测1.6现场检坟测：5）测收量声军时初蛋读数t00A仪器系刮统延迟闹：仪器环系统峡延迟嫌的原进因：电延迟锅时间:发出触徒发电脉姜冲并开殿始计时福的瞬间携到电脉客冲开始卧作用到验压电体叛的时刻,电路的词触发、概转换。电声转换时亭间：电锋脉冲加百到压电扮体瞬间抛到产生毯振动发器出声波捞瞬间有辣电声转军换的延尘迟。声延迟傲：声帖波要备通过偷换能航器壳槽体或处辐射听体。钻孔灌焰注桩超美声波检领测成孔越质量检毕测培训二、超料声波检乓测第二章布声波览透射法疯检测1.症6现场检语测：5）测艺量声南时初卸读数t00A仪器叔系统责延迟卷：径向发旅射探头骂的值刃可按下异列方法尊测量：将两新个径拴向振爹动式坛换能吵器置古于静淋止的后清水拨中，绑使两父换能诉器轴雅线平扔行，歌并置捞于同箩一水果平高淡度，烦将两姐换能岭器内风侧边泼缘间越距先匹后调灭节在L1谊(如200盒mm)，L2赞(如100较mm)，分别供读取相欺应声时月值t1、t2。则谅该系从统的准声时经初读驴数t0可按矩下式敌计算扶：t0衬=（L1剩*t帮2-艺L2俯*t喘1）/(L额1-L菠2)钻孔灌站注桩超将声波检辱测成孔娱质量检恩测培训二、超易声波检蹄测第二祥章拳声波张透射督法检怠测1.6现场检播测：5）测司量声柄时初肉读数t0番0B检测前陵的测量惨声时初歌读数t0国0测定：DGJ槽08-义218相-20炕03条规质定，甚检测具前测且量声没时初录读数t0铺0钻孔圣灌注装桩超业声波块检测育成孔霸质量辜检测哨培训二、狠超声偶波检匀测钻孔灌霞注桩超闯声波检锋测成孔和质量检限测培训测定方约法：t00=t0+（d1夫-d研2）/Cg+（d2-栏d）/Cw式中顿：t0--妄-仪器设么备的声哀时初读珍数（us）d--环-径向振给动式换叠能器直优径（mm）d1-含--预埋辱声测旬管的践外径税（mm）d2隆--岂-预埋胸声测个管的湾内径冶（mm）Cw—水的基声速旬（km忆/s）,按水温终关系表锹取值。Cg-屋--预埋避声测序管所帅用材收料的请声速细（km/号s），世钢管秃取5.9浴0（km/的s）注意：宝两根声军测管规躺格不同厉的情况对。B检测潮前的地测量灾声时藏初读俗数t0若0测定略：条规粗定，安检测贴前测猎量声轨时初锋读数t00第二凶章佛声波鬼透射辽法检励测1.挠6现场蛋检测捆：5）测量患声时初录读数t0伪0B检测悦前的帮测量称声时棒初读困数t0难0测定：水温与水剖声波磨速关桃系表钻孔灌留注桩超拼声波检序测成孔壶质量检轰测培训二、超贷声波检质测水温度（℃）51015202530水声速（km/s）1.451.461.471.481.491.50第二章易声波括透射法都检测1.6现场检匠测：6）选按择合适辫的换捷能器刻（桩句径小附于1.5加m宜选疲择60穷kH昌z换能慨器，贼桩径柔大于1.造5m宜选纱择20植-4饭0k事Hz的换能业器），疼设定合塌理仪器含参数，药一经选胁定，在若同批桩傲的检测安过程中叮不得随消意改变鬼。7）换触能器放到趟管底栗后检页查管锦口深模度是均否一赏致，宇与设延计深怎度是砍否一池致。塔发射无和接勤收换谢能器袖应同记步移躺动，赚逐点当检测风，当杀相邻壳测点锈的检渴测数港据存论在明志显差稀异时秆，应益及时瞒检查爬换能岔器的葵高度尺。每羡个测竞点的袋两个继探头揪高差锅变化皆不应址超过20m盆m。钻孔继灌注目桩超增声波善检测届成孔凯质量啊检测爽培训二、漂超声郑波检蜓测第二区章值声波宵透射撞法检达测钻孔伏灌注纲桩超踏声波烈检测丙成孔锋质量泛检测薪培训二、筒超声雨波检格测第二章费声波村透射法皇检测钻孔共灌注祸桩超鸭声波蛇检测哥成孔丘质量景检测撕培训二、蜜超声雷波检点测钻孔灌田注桩超煌声波检场测成孔盈质量检饺测培训第二章镰声波拨透射法遗检测1.7检测数据处沸理（1）概率耕法：2）异常萄值的临味界值扒按下臂列两眼种情浅况计粮算：当统齿计数遵据为并声时裤值时，X0=mx+λ1*Sx式中朱：X0售——声时临桨界值；mx——声时平孝均值；Sx——声时闯标准此差；λ1——异常挤值判欣定系演数(按表谜取值)。当统计数萌据为声荡速、波芒幅或频镜率时，X0=国mx-闭λ1*仍Sx式中：X0—钥—声速傅、波驶幅或阀频率食的临踏界值；钻孔铃灌注倦桩超阅声波帆检测鼓成孔肤质量炕检测隙培训二、阵超声酷波检霸测第二悼章刺声波升透射销法检艰测1.观7检测数据惠处理（1）概绝率法勤：2）异舍常值的临漆界值辣按下效列两禁种情挪况计居算：在所统目计的n个声时板值中，条当最后乏一个数忙大于扑或等于X0时，则尖及排蓬列于其捉后的声烧时值均绩为异常忆值。若暂小于X0则再将烤训放拥进去进既行统计凭计算，区得出新暑的X0值进旗行判民断。在所统计皂的n个声速槐、波幅果或频率哥值中，萌当最后—个数市小于或遣等于X0时，则怨及排刮列于其婆后的数毙均为异共常值。过若大隔于X0，则挎再将悔，逮放进荷去进下行统斩计计蓝算，漆得出谱新的X0值进绕行判锤断。经上述判梢别后，饰各异常迁值所对弟应的测拿点即为矮缺陷可考疑点。钻孔尤灌注瓣桩超贱声波塔检测小成孔崇质量贺检测禾培训二、超肺声波检伸测第二宪章辟声波敏透射临法检扁测1.7检测数据处承理（1）概率射法：3）当测捕点中判链出异常胃点时，焦可根据怕下式进圆一步判雁别其相暮邻测点莫是否异柴常：X0=军mx-借λ3*乞Sx式中入纵，可从丑下表中赞查得，做其余各垫项同前去。钻孔纪灌注辅桩超衣声波殿检测猪成孔拾质量厌检测俊培训二、超堆声波检圣测统计数馅的个数n与对应良的值统计数雕的个数n与对应到的值举例冤：桩尽长10书m，桩径累为，第检测管岛间距为0.溉72冤m的灌闭注桩唐的实河测数盒据为仰例。Hi（m）Ti（us）Ai（dB）Hi（m）Ti（us）Ai（dB）Hi（m）Ti（us）Ai（dB）0.2183233.6182237.0177240.4183233.8182187.2175240.6183234.0204167.4180230.8183234.2180237.6179181184234.4180237.826061.2184234.6181238.0255101.4181244.8182238.223081.6181235.0181238.4180201.8182235.2180238.618122举例识：桩捧长10m，桩径笨为，居检测管照间距为0.7俭2m的灌杨注桩讽的实喜测数糕据为骗例。Hi（m）Ti（us）Ai（dB）Hi（m）Ti（us）Ai（dB）Hi（m）Ti（us）Ai（dB）2181235.4177258.8181232.2181235.6175259.0180232.4181235.8175249.2178232.6183236.0175249.4214202.8181236.2174259.6208113183206.4175259.8230133.2186176.61782510.025393.4183236.818025

计算：愧声时按星由小到凯大排列援，20乏4为明河显声慨时增威大，n=雷43烧R瓦1=写1.浙99马mx=18堆0.8巩1垄Sx=扯4.6喇1X0=1杠90并2毫08大于190，说明204及比20剥4大的屡声时卸均为减异常弃点，县可以啊取186进行验毙证：r3=浙1.2才25，X0=根mx+r3熔*S富x=1狡86.患46第二邮章罚声波鸡透射玩法检晴测1.洒7检测数据处糖理（2）PS臂D判据(斜率与抱声时差浙值乘积来法，简仪称斜率典法)鉴于灌竿注桩的效施工特烧点，混甚凝土的帐均匀性哲往往较师差，超学声各项脖参数的御测值较草为离散付。同时闯在施工丈过程中盘，由于维钢筋笼遥的刚度城较小，爷吊人时揪很难保遵证固定谈在钢筋内笼上的妥声测管鉴保持平兔行。实越践证明根，有时奔声测管问的位移茄甚大，甜而在桩度头上无敞法觉察补，导致架各项声击参数测廉值发生嫁偏离。木这些非蚊缺陷因恶素对测鲁值所造神成的影悟响必须椅予以消优除，以澡免造成猴误判。线为此规寒范中提棋出PSD判据劈燕，即巷斜率谎法。钻孔灌距注桩超武声波检葬测成孔障质量检穷测培训二、亮超声湖波检杀测第二章南声波爷透射法劈燕检测1.7检测孩数据雾处理（2）PSD判据(斜率与钻声时差矛值乘积贷法，简宵称斜率穗法)用声时僚（tc）--深度挽（H）曲线铸相邻测庭点的斜鞋率K和相场邻两弊点声阅时差趣值△T的乘积期（Z），绘姐制Z-锄H曲线抹，根谈据Z-霞H曲线的瞎突变位戴置，并唇结合波经幅值的倒变化情巩况可判剥定存在棒缺陷的紫可疑点年或可疑巴区域的毛边界。K=（ti融-t梦i-锐1）/（hi牵-h威i-燃1）Z=（ti误-t腰i-苹1）2/（hi-屋hi-狠1）ti-广ti-爬1、hi红-h潜i-灭1-胸--鄙-分别代雄表相邻滩两测点更的声时循差和深渐度差。钻孔灌充注桩超猛声波检混测成孔争质量检丝式测培训二、蒸超声瞎波检德测第二章课声波祝透射法明检测1.7检测数据喝处理（2）PS痕D判据(斜率张与声张时差冒值乘银积法浇，简迟称斜廊率法)显然缎，当症第i点处副相邻冰两点竟的声侵时值嫌没有硬变化横或变糖化很待小时润，吸等于箩或接蚕近于愁零。钱当声差时值丽有明喊显变拳化或招突变棚时，Z与时冤差平叉方成凶正比，因柏而果将大许幅度础变化智。实测粗证明呈，PS城D判据对勾缺陷十语分敏感严，而对核因声测耽管不平坚行，或矿因混凝缓土不均醋匀等非非缺陷原戏因所引丑起的声懒时变化们，基本葡上不予常反映。茶这是由下于非缺瞧陷因素娇所引起耕的声时励变化都论是渐变闭过程，窑虽然总滚的声时忙变化量罢可能很利大，但袭相邻两帆测点间风的声时乎差值却样很小。所以兼，运某用PS挤D判据载基本菊上消层除了赛声测颤管不索平行刷或混和凝土桶不均库匀等井因素痛所造文成的聪声时稀变化幸对缺汇陷判急断的闪影响骗。钻孔须灌注竹桩超膝声波划检测诱成孔撞质量仔检测熔培训二、超寒声波检卧测第二章牛声波驻透射法剃检测1.信7检测穗数据侮处理（2）PSD判据(斜率缺与声上时差珍值乘踩积法麦，简梳称斜欢率法)为了对孔全桩各辱测点进衣行判别祸，首先捷应将各背测点的Ki值求出慨，也可什绘成“煮判据值裙线。凡开是在饭值较大盈的地方级，均可次列为缺提陷可疑膝点。钻孔灌众注桩超拼声波检扑测成孔骂质量检羡测培训二、抛超声记波检驰测例按PSD判据(斜率判俱据)判断如：桩拢长20m，桩叉径1m，声测为管净距0.7高2m。某一工蝇程桩的麦实测数变据表A第二扰章筹声波越透射秘法检欺测1.7检测数爱据处理（2）PSD判据(斜率与兵声时差良值乘积兴法，简杜称斜率吉法)将表A中声威时值顽代人蹲公式斗可求理出各池相邻歉测点证的PSD判据值浆足(列于表B中)，由写各点惹判据穴可描悬出“词一膊深度互”曲津线(见图稳下)钻孔耻灌注孤桩超斥声波眯检测煮成孔鞋质量魔检测肆培训二、扩超声火波检盏测各测点卧的PS善D判据值K表BHTZHT

ZHT

Z0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.0

183183183183184184181181182181181181183181183